臨滄市茶園土壤與茶葉中稀土及重金屬含量分析

羅震宇，李子云，曾光遠(yuǎn)

（臨滄市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南 臨滄 677000）

0 引言

近年來不斷出現(xiàn)茶葉中重金屬含量超標(biāo)的報道，而茶葉中的重金屬主要來源于土壤，因此，茶園土壤環(huán)境質(zhì)量日益引起關(guān)注。研究表明，由于茶園中普遍使用化肥、除草劑、農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)以及周邊工業(yè)、旅游業(yè)、交通業(yè)的發(fā)展，茶園土壤、茶葉等不同程度地受到重金屬污染。但是茶樹生長中土壤本底重金屬污染、施肥對茶葉的污染、稀土和其他重金屬元素的遷移規(guī)律等還缺乏有代表性的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。本研究有利于大面積調(diào)查臨滄市茶園土壤以及所產(chǎn)茶葉新葉的重金屬、稀土含量情況，有利于合理配置和有效利用資源，提高生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)效益；對打造“滇紅”茶知名品牌，做強(qiáng)做大臨滄茶產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)臨滄和云南茶產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

1 研究過程

按照一一對應(yīng)的方式，即一個鮮葉對應(yīng)一個茶園土壤的采樣方式。把臨滄七縣一區(qū)茶葉產(chǎn)區(qū)分代表性的片區(qū)、地塊確定200個采樣點(diǎn)，取代表性鮮葉烘干制樣，土壤按NY/T 395-2012 《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[1]制樣，共制了200對茶葉-土壤樣品。

參照云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 53/T 288-2009 《食品中鉛、砷、鐵、鈣、鋅、鋁、鈉、鎂、硼、錳、銅、鋇、鈦、鍶、錫、鎘、鉻、釩含量的測定 電感耦合等離子體 原子發(fā)射光譜（ICP-AES）法》[2]、GB 5009.11-2014 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無機(jī)砷的測定》[3]、GB 5009.17-2014 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總汞及有機(jī)汞的測定》[4]、GB 5009.94-2012 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物性食品中稀土元素的測定》[5]的方法用硝酸-鹽酸-高氯酸體系微波消解測定樣品。參照NY/T 395-2012 《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》要求用硝酸-鹽酸-高氯酸-氫氟酸體系微波消解測定樣品。

所用儀器設(shè)備為美國CEM公司MARS6微波消解儀、美國perkin elmer公司8000DV電感耦合等離子發(fā)射光譜儀、美國perkin elmer公司AA400原子吸收分光光度計、北京科創(chuàng)海光儀器有限公司ASF-3100原子熒光分光光度儀，儀器設(shè)備在計量檢定有效期內(nèi)。所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均為國家有色金屬及電子材料分析測試中心生產(chǎn)的具有唯一標(biāo)識的在有效期內(nèi)的相關(guān)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)測定了200對臨滄市茶園土壤-茶葉中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素的含量，選取茶園土壤中分析元素含量相近的兩組數(shù)據(jù)，每組10對樣品，結(jié)果如下所示。

2.1臨滄茶園土壤中稀土含量（以氧化物計）相近的茶葉稀土含量（以氧化物計）狀況

表1 稀土含量

2.2臨滄茶園土壤中Pb含量相近的茶葉Pb含量狀況

表2 鉛含量

2.3臨滄茶園土壤中As含量相近的茶葉As含量狀況

表3 砷含量

2.4臨滄茶園土壤中Cd含量相近的茶葉Cd含量狀況

表4 鎘含量

2.5臨滄茶園土壤中Cu含量相近的茶葉Cu含量狀況

表5 銅含量

2.6臨滄茶園土壤中Hg含量相近的茶葉Hg含量狀況

表6 汞含量

3 檢測結(jié)果分析

通過200對臨滄市茶園土壤和與之對應(yīng)的茶葉中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量的測定，結(jié)果如下：

1）土壤稀土含量最大值為677mg/kg，最小值為79mg/kg，平均值為229mg/kg。茶葉中稀土含量最大值為5.43mg/kg，最小值為0.23mg/kg，平均值為1.07mg/kg。各選取不同地域具有相同稀土元素含量的兩組共20份茶園土壤，在相對應(yīng)的茶葉中稀土元素的含量各不相同，茶園土壤與對應(yīng)的茶葉中稀土元素含量無線性相關(guān)關(guān)系。

2）土壤Pb含量最大值為65mg/kg，最小值為8mg/kg，平均值為26.7mg/kg。茶葉中Pb含量最大值為1.11mg/kg，最小值為0.08mg/kg，平均值為0.29mg/kg。各選取不同地域具有相同Pb元素含量的兩組共20份茶園土壤，在相對應(yīng)的茶葉中Pb元素的含量各不相同，茶園土壤與對應(yīng)的茶葉中Pb元素含量無線性相關(guān)關(guān)系。

3）土壤As含量最大值為39.7 mg/kg，最小值為1.3mg/kg，平均值為11.7mg/kg。茶葉中As含量最大值為0.49mg/kg，最小值為0.01mg/kg，平均值為0.06mg/kg。各選取不同地域具有相同As元素含量的兩組共20份茶園土壤，在相對應(yīng)的茶葉中As元素的含量各不相同，茶園土壤與對應(yīng)的茶葉中As元素含量無線性相關(guān)關(guān)系。

4）土壤Hg含量最大值為0.61mg/kg，最小值為低于檢出限，平均值為0.11mg/kg。茶葉中Hg含量最大值為0.042 mg/kg，最小值為低于檢出限，平均值為0.007mg/kg。各選取不同地域具有相同Hg元素含量的兩組共20份茶園土壤，在相對應(yīng)的茶葉中Hg元素的含量各不相同，茶園土壤與對應(yīng)的茶葉中Hg元素含量無線性相關(guān)關(guān)系。

5）土壤Cd含量最大值為0.94mg/kg，最小值為0.01mg/kg平均值為0.16mg/kg。茶葉中Cd含量最大值為0.13mg/kg，最小值為 0.01mg/kg，平均值為0.04mg/kg。各選取不同地域具有相同Hg元素含量的兩組共20份茶園土壤，在相對應(yīng)的茶葉中Cd元素的含量各不相同，茶園土壤與對應(yīng)的茶葉中Cd元素含量無線性相關(guān)關(guān)系。

4 原因及結(jié)果分析

1）在土壤和茶葉樣品中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素測定過程中，參照標(biāo)準(zhǔn)方法使用了一樣的方法和儀器消解和測定全部土壤樣品，茶葉樣品也使用了一樣的方法和儀器消解和測定，使用了在有效期內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測定結(jié)果為土壤和茶葉樣品中總的稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量，結(jié)果具有一致的較小系統(tǒng)性誤差，可采用和比較。

2）影響植物根系吸收礦質(zhì)元素的因素有土壤溫度、土壤通氣狀況、土壤中礦質(zhì)元素的濃度、土壤溶液的pH值、土壤水分的含量等。本實(shí)驗(yàn)中，只考慮測定了土壤中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量即土壤中礦質(zhì)元素的濃度一個因素，地域、土質(zhì)、氣候、雨水等其他因素未能考慮，故未能通過實(shí)驗(yàn)找到土壤與茶葉中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量的線性相關(guān)關(guān)系。

3）通過本實(shí)驗(yàn)未能找出土壤中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量與茶葉中相對應(yīng)的元素的線性相關(guān)性關(guān)系，但通過較多的樣本量了解了臨滄茶園土壤和茶葉中的稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量的情況，在無外來帶入污染情況下，臨滄茶葉新葉中Pb、As、Hg、Cd含量不高，超標(biāo)風(fēng)險較低。土壤中有少量樣品存在Cd可能在污染風(fēng)險控制值之上，需進(jìn)行部分復(fù)測和監(jiān)控。

5 結(jié)語

通過本次實(shí)驗(yàn)可以看出，茶葉與茶園土壤中稀土、Pb、As、Hg、Cd元素含量無明顯線性關(guān)系。在茶葉質(zhì)量控制中，這些元素的污染不能只考慮土壤因素，應(yīng)綜合考慮空氣、氣候、水源、肥料、采摘、加工、包裝等可能帶來的影響。